Charles Barclay, bir nesne tarafından yayılan X-ışınlarının, bileşimindeki kimyasal elementlerle ilişkili olduğunu gösterdi. Bu, yayılan X-ışınlarının herhangi bir malzemedeki elementleri tanımlamak için bir “parmak izi” görevi gördüğü anlamına gelir. Bu çığır açan keşif için Barclay, “elementlerin x-ışını yayma özelliğini keşfinden dolayı” 1917 Nobel Fizik Ödülü’nü kazandı.
Charles Glover Barclay, İngiltere’de orta sınıf bir ailede doğdu. Babası John Martin Barclay, bir kimya şirketinin müdürüydü. Annesi Sarah Glover, bir saatçinin kızıydı. Barkla, Liverpool Üniversitesi’ne girmek için burs kazandı, matematik ve fizik okudu ve 1898’de onur derecesiyle mezun oldu. elektromanyetik dalgaları inceledi. Danışmanı, elektronu keşfeden JJ Thomson’dı.
1902’de Nobel Ödüllü ünlü araştırmasına Cavendish Laboratuvarı’nda başlayan Barclay, 1903’te Liverpool Üniversitesi’nde tamamladı. 1913’te 36 yaşındayken Edinburgh Üniversitesi’ne transfer oldu ve 1944’te 67 yaşında ölene kadar orada kaldı.
İçindekiler
Roentgen’in rastgele icadı
Wilhelm Conrad Roentgen, X-ışınlarını tesadüfen keşfetti. Eski bir katot ışını tüpüyle çalışırken, bir karton parçası tarafından bloke edilmiş olmasına rağmen, yakındaki bir yüzeyde bir şeyin parlamaya neden olduğunu fark etti. Yaklaşık iki hafta süren deneyleri, insan vücudunun ilk “röntgen görüntülerini” yakaladı. Röntgen bu gizemli ışınlara “X-ışınları” adını verdi çünkü buluşunu tanımlayacak bir terim bulamıyordu. Uzun bir süre X-ışını olarak da adlandırıldı, ancak bugün en yaygın olarak kullanılan isim bu.
Boşaltılmış bir tüpte, katot ile anot arasında büyük bir potansiyel farkı oluşur. Elektronlar negatif elektrottan pozitif elektrota çekilir. Onları yavaşlatacak hava molekülleri olmadığı için son derece yüksek hızlara çıkarlar. Anodun veya tüpün kenarlarına çarptıklarında, hızlı yavaşlamaları, “bremsstrahlung” olarak bilinen bir “hızlanma-yavaşlama” sürecinde X-ışınları üretir.
Barcla “parmak izini” nasıl keşfetti?
Charles Barclay 1902’de X-ışınları ile ilgili çalışmalarına başladığında, 1895’te Almanya’da Wilhelm Roentgen tarafından keşfedilen bu radyasyon şekli hala tam olarak anlaşılamamıştı. X-ışınlarının pratik kullanışlılığı ve potansiyel faydaları, çoğu araştırmacının hemen dikkatini çekti. Bununla birlikte, X-ışınlarının fiziksel doğası tam olarak net değildi. Yeni bir moleküler şekil miydi? Yeni dalga formu? Veya elektromanyetik dalgaların başka bir tezahürü?
1860’lardan beri fizikçiler, James Clerk Maxwell’in teorileri sayesinde ışığın elektromanyetik bir dalga olduğunu kabul ettiler. Bilim adamlarının bu gizemli X-ışınlarının aynı zamanda elektromanyetik dalgalar olduğundan şüphelenmesi doğaldı, ancak bağlantı kanıtlanamadı. İlk kez Barclay, nötr bir atomdaki elektron sayısının atom numarasıyla aynı olduğunu kanıtlamak için elementlerin X-ışını saçılımını kullandı.
Barclay, X ışınlarının polarize olabileceğini belirlediğinde, X ışınlarının elektromanyetik spektrumun bir parçası olduğuna dair çok güçlü kanıtlar sundu ve X ışınlarına maruz kalmanın atomların farklı X ışınları yaymasına neden olduğunu buldu. Bu farklı X-ışınlarının enerjileri, onları yayan kimyasal elemente özgüdür. Başka bir deyişle, her kimyasal elementin kendine özgü X-ışını emisyon spektrumu vardır.
Arthur Compton’daki Charles Barclay
Bugün, Barclay atomları X-ışınlarına maruz bıraktığında, gelen X-ışınlarının atomların iç elektron kabuklarındaki elektronları harekete geçirdiğini söyleyebiliriz. Dış kabuk elektronları daha sonra içi boş iç kabuklara geçerek Barclay tarafından gözlemlenen karakteristik X-ışınları şeklinde enerji yayar. Charles Barclay, atomlar tarafından yayılan X-ışınlarının enerji seviyelerine atıfta bulunmak için K ve L terimlerini önerdi. K, en içteki enerji kabuğunu ifade eden çekirdek kelimesinden alınmıştır. Elektronlar bu kabuğun içinden geçerken yüksek enerjili X-ışınları yayınlanır.
Barclay’in çalışması ve öncü keşfi, yine Cambridge Üniversitesi’ndeki ünlü Cavendish Laboratuvarı’ndan Arthur Compton’ın “foton”un keşfine yol açan deneyleri gerçekleştirmesine yol açtı. Bir tür temel parçacık olan bir foton, elektromanyetik alanın kuantumu ve ışık gibi elektromanyetik radyasyon da dahil olmak üzere elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısıdır. Fotonlar boşlukta daima ışık hızında hareket ederler. Tüm temel parçacıklar gibi, fotonlar da en iyi kuantum mekaniği ile açıklanabilir ve hem dalga hem de parçacık özelliklerine sahip bir “dalga-parçacık ikiliği” sergiler.
kaynak:
– Nobel Dersleri, “Fizik 1901-1921”, Elsevier Publishing Company, Amsterdam.
yazar: Juni Saraoğlu’nu aç
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]